專利名稱：一種無(wú)縫鋼管冷拔模具改進(jìn)及其冷拔工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于金屬拉拔成型模具及其拉拔成型工藝領(lǐng)域，尤其涉及一種無(wú)縫鋼管冷 拔模具改進(jìn)及其冷拔工藝。
背景技術(shù)：
如圖1所示，傳統(tǒng)高碳鉻軸承鋼無(wú)縫鋼管冷拔工藝中所采用的冷拔模具包括為一 個(gè)圓柱形內(nèi)模02以及一個(gè)錐形外模01，圓柱形內(nèi)模02外壁與錐形外模01內(nèi)壁之間形成變 形區(qū)段用于對(duì)鋼管進(jìn)行減壁、減徑的加工，在鋼管冷拔過(guò)程中，圓柱形內(nèi)模需要通過(guò)一個(gè)拉 伸桿來(lái)固定工作位置，使其保持在變形區(qū)段中。采用現(xiàn)有圓柱形內(nèi)模對(duì)高碳鉻軸承鋼無(wú)縫 鋼管進(jìn)行拉拔加工的缺點(diǎn)在于由于高碳鉻軸承鋼鋼管在冷拔變形過(guò)程變形抗力大，使用 普通圓柱形內(nèi)模拉拔時(shí)，拔制延伸率稍大于μ Σ 1.30就會(huì)產(chǎn)生斷裂現(xiàn)象，實(shí)踐證明鋼管拔 斷率較高，這就意味著要獲得指定長(zhǎng)度的鋼管必須要增加拔制道次，使得生產(chǎn)周期加長(zhǎng)；而 且拉拔過(guò)程鋼管容易斷裂，操作工人配內(nèi)模定位困難、耗費(fèi)時(shí)間長(zhǎng)，從而導(dǎo)致生產(chǎn)效力低、 成本高，企業(yè)的生產(chǎn)發(fā)展受到嚴(yán)重影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的問(wèn)題就是提供一種無(wú)縫鋼管冷拔模具改進(jìn)及其冷拔工藝，冷拔 模具整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度提高，簡(jiǎn)化冷拔工藝，以達(dá)到減少鋼管拉拔道次，縮短生產(chǎn)周期、提高生 產(chǎn)效力、節(jié)能減排降低生產(chǎn)成本、減輕操作工人勞動(dòng)強(qiáng)度的目的。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明首先提出了一種無(wú)縫鋼管冷拔模具改進(jìn)，包括冷拔 內(nèi)模與冷拔外模，冷拔外模上開有拉拔?？祝涮卣髟谟谒隼浒蝺?nèi)模沿鋼管拉拔方向依 次分為導(dǎo)向段、圓錐減壁段及圓柱均壁段。導(dǎo)向段起到穩(wěn)定拔制和保護(hù)冷拔內(nèi)模正常工作的作用；圓錐減壁段實(shí)現(xiàn)鋼管的減 徑減壁；圓柱均壁段實(shí)現(xiàn)鋼管的均壁精整；冷拔內(nèi)模通過(guò)與鋼管的摩擦力及鋼管變形時(shí)的 反作用力達(dá)到一個(gè)平衡狀態(tài)，使用該冷拔內(nèi)模拉拔的鋼管長(zhǎng)度大幅增加。進(jìn)一步的，所述圓錐減壁段分為第一減壁段與第二減壁段，第一減壁段與導(dǎo)向段 連接，第二減壁段與圓柱均壁段連接；所述第二減壁段的軸向錐度小于第一減壁段的軸向 錐度。在拔制過(guò)程中，鋼管的減壁減徑分為兩步進(jìn)行，第一減壁段起到一次減壁作用，第二 減壁段起到二次減壁作用；相比現(xiàn)有冷拔內(nèi)模，鋼管的減徑減壁段長(zhǎng)度增加，減小冷拔內(nèi)模 咬入時(shí)的沖擊力，避免鋼管一次變形過(guò)大而導(dǎo)致的斷裂，提高鋼管拉拔的穩(wěn)定性；而且在一 定程度上也減少了冷拔內(nèi)模的磨損。進(jìn)一步的，所述導(dǎo)向段一端與圓柱均壁段一端均設(shè)有Cl C2的倒角。開設(shè)倒角， 使鋼管的拔制更加順暢。進(jìn)一步的，所述冷拔內(nèi)模中穿裝有螺桿，冷拔內(nèi)模兩端通過(guò)加強(qiáng)墊片緊固在螺桿 上。冷拔內(nèi)模整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度提高，冷拔內(nèi)模不易破損，使用壽命增加，降低生產(chǎn)輔料成本。進(jìn)一步的，所述冷拔內(nèi)模采用G15鎢合金鋼制造。該牌號(hào)材料硬度高，外表油膩光滑，實(shí)際使用中冷拔內(nèi)模不縮徑，保證了同管及同架鋼管的壁厚散差，提高了鋼管尺寸精度。本發(fā)明還提出了一種利用上述冷拔模具進(jìn)行無(wú)縫鋼管冷拔的工藝，其特征在于包 括如下步驟1)將管坯依次進(jìn)行打頭、退火、酸洗、磷化、皂化處理；2)通過(guò)拉伸桿將冷拔內(nèi)模推入管坯的打頭端，并連同管坯的打頭端一起送入冷拔 外模上的拉拔?？變?nèi)；幻牽引機(jī)夾持管坯打頭端向前移動(dòng)對(duì)管坯進(jìn)行拉伸，在冷拔內(nèi)模外壁與拉拔?？?內(nèi)壁的共同作用下依次實(shí)現(xiàn)管坯的減壁、減徑及均壁，完成第一道次的拔制；4)重復(fù)步驟1)-步驟幻完成管坯的多道次拔制，冷拔內(nèi)模的尺寸隨拔制道次的增 加而減小，直至管坯拔制出符合規(guī)定的尺寸及形狀。進(jìn)一步的，管坯每一道次拔制中的延伸系數(shù)μ Σ為1.35-1.60。本發(fā)明的有益效果1、拉拔鋼管時(shí)，冷拔內(nèi)模后端可不用拉伸桿作剛性固定，冷拔內(nèi)模通過(guò)與鋼管的 摩擦力及鋼管變形時(shí)的反作用力達(dá)到一個(gè)平衡狀態(tài)，穩(wěn)定地保持在變形區(qū)段；拉伸桿只起 到推動(dòng)冷拔內(nèi)模到工作區(qū)域的作用，因此拉伸桿受力小，不易拉斷，有利于節(jié)省材料成本；2、冷拔內(nèi)模位置能自動(dòng)控制和調(diào)正，保證了拔制過(guò)程穩(wěn)定而正常的進(jìn)行，有效的 防止了拔斷鋼管、尺寸波動(dòng)等不正?，F(xiàn)象的出現(xiàn)；3、使用現(xiàn)有的冷拔模具拉拔鋼管時(shí)，需要調(diào)節(jié)好內(nèi)模與外模的工作帶，否則應(yīng)力 集中或延伸系數(shù)過(guò)大，出現(xiàn)“空拔或拔斷”鋼管的現(xiàn)象。而本發(fā)明所提供的冷拔模具在按生 產(chǎn)工藝要求配好冷拔外模、冷拔內(nèi)模之后，不用具體調(diào)節(jié)內(nèi)模與外模的工作段長(zhǎng)度，可以縮 短操作工調(diào)整模具的時(shí)間，降低對(duì)操作工拉拔技術(shù)的要求，從而提高作業(yè)率；4、采用本發(fā)明所提供的冷拔模具拉拔GCrl5軸承鋼無(wú)縫鋼管，可以增加管坯單道 次拔制的延伸系數(shù)μ Σ，一般在1.35-1. 60之間選擇，由于增加了單道次拔制的延伸系數(shù)， 拔制同樣規(guī)格無(wú)縫鋼管的拉拔道次減少，提高了拉拔成材率、縮短生產(chǎn)周期、降低生產(chǎn)成 本；綜上，通過(guò)上述技術(shù)內(nèi)容可知，本發(fā)明已達(dá)到了減少鋼管拉拔道次、縮短生產(chǎn)周 期、提高生產(chǎn)效力、節(jié)能減排降低生產(chǎn)成本、減輕操作工人勞動(dòng)強(qiáng)度的目的。


下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說(shuō)明圖1為現(xiàn)有冷拔模具的工作原理圖；圖2為本發(fā)明冷拔模具的工作示意圖；圖3為采用現(xiàn)有冷拔模具進(jìn)行無(wú)縫鋼管冷拔的工藝流程表；圖4為采用本發(fā)明冷拔模具進(jìn)行無(wú)縫鋼管冷拔的工藝流程表。
具體實(shí)施例方式參照?qǐng)D2，本發(fā)明為一種無(wú)縫鋼管冷拔模具改進(jìn)，包括冷拔內(nèi)模2與冷拔外模1，冷 拔外模1上開有拉拔?？?1，所述冷拔內(nèi)模2沿鋼管6拉拔方向依次分為導(dǎo)向段21、圓錐減壁段及圓柱均壁段M。圓錐減壁段分為第一減壁段22與第二減壁段23，第一減壁段22 與導(dǎo)向段21連接，第二減壁段23與圓柱均壁段M連接；所述第二減壁段23的軸向錐度小 于第一減壁段22的軸向錐度。在拔制過(guò)程中，鋼管的減壁減徑分為兩步進(jìn)行，第一減壁段 22起到一次減壁作用，第二減壁段23起到二次減壁作用；相比現(xiàn)有冷拔內(nèi)模2，鋼管的減徑 減壁段長(zhǎng)度增加，減小冷拔內(nèi)模2咬入時(shí)的沖擊力，避免鋼管一次變形過(guò)大而導(dǎo)致的斷裂， 提高鋼管拉拔的穩(wěn)定性；而且在一定程度上也減少了冷拔內(nèi)模2的磨損。導(dǎo)向段21 —端與 圓柱均壁段M —端均設(shè)有Cl C2的倒角25，使鋼管6的拔制更加順暢。冷拔內(nèi)模2中穿 裝有螺桿3，冷拔內(nèi)模2兩端通過(guò)加強(qiáng)墊片4緊固在螺桿3上，冷拔內(nèi)模2不易破損，提高了 冷拔內(nèi)模2的使用壽命，降低生產(chǎn)輔料成本。冷拔內(nèi)模2采用G15鎢合金鋼制造，該牌號(hào)材 料硬度高，外表油膩光滑，實(shí)際使用中冷拔內(nèi)模2不縮徑，保證了同管及同架鋼管的壁厚散 差，提高了鋼管尺寸精度。本發(fā)明所提供的無(wú)縫鋼管冷拔工藝，包括如下步驟1)將管坯依次進(jìn)行打頭、退火、酸洗、磷化、皂化處理；2)通過(guò)拉伸桿將冷拔內(nèi)模推入管坯的打頭端，并連同管坯的打頭端一起送入冷拔 外模上的拉拔模孔內(nèi)；幻牽引機(jī)夾持管坯打頭端向前移動(dòng)對(duì)管坯進(jìn)行拉伸，在冷拔內(nèi)模外壁與拉拔模孔 內(nèi)壁的共同作用下依次實(shí)現(xiàn)管坯的減壁、減徑及均壁，完成第一道次的拔制；4)重復(fù)步驟1)-步驟幻完成管坯的多道次拔制，冷拔內(nèi)模的尺寸隨拔制道次的增 加而減小，直至管坯拔制出符合規(guī)定的尺寸及形狀。在管坯拔制過(guò)程中，冷拔內(nèi)模2無(wú)需拉伸桿5來(lái)作剛性固定，鋼管拔制時(shí)作用在冷 拔內(nèi)模2上的各軸向力能自相平衡，冷拔內(nèi)模2就穩(wěn)定地保持在變形區(qū)段中；作用在第一減壁段22表面單位面積上的力，有正壓力Pl，摩擦力rl ；在拔制過(guò)程 中，第一減壁段22起到一次減壁作用；作用在第二減壁段23表面單位面積上的力，有正壓力P2，摩擦力r2 ；在拔制過(guò)程 中，第二減壁段23起到二次減壁作用；作用在圓柱均壁段M表面單位面積上的力，有正壓力P，摩擦力r ；在拔制過(guò)程中， 圓柱均壁段M起到精整、均壁作用；導(dǎo)向段21則起到了穩(wěn)定拔制和保護(hù)冷拔內(nèi)模2正常工作的作用。在完成拔制后，管坯一般還需要經(jīng)過(guò)理化試驗(yàn)，如金屬探傷儀進(jìn)行內(nèi)部探傷，之后 進(jìn)行矯直、切割等工序，最后得到成品管。下面通過(guò)一個(gè)具體拔制工藝流程對(duì)比來(lái)說(shuō)明本發(fā)明工藝的特點(diǎn)圖3是采用現(xiàn)有冷拔模具(圓柱形內(nèi)模)進(jìn)行無(wú)縫鋼管冷拔的工藝流程表，圖4 為采用本發(fā)明冷拔模具進(jìn)行無(wú)縫鋼管冷拔的工藝流程表，選用相同規(guī)格的管坯，拔制到相 同的工藝尺寸；拔制數(shù)量150根；拔制結(jié)果統(tǒng)計(jì)采用現(xiàn)有冷拔模具進(jìn)行無(wú)縫鋼管冷拔的工藝?yán)螖嗔褦?shù)量為19支，占12. 667%, 一次拉拔成材率87. 333%,內(nèi)徑尺寸精度散差0. 05mm 0. 17mm,最大的超過(guò)工藝要求 0. 02mm ；采用本發(fā)明冷拔模具進(jìn)行無(wú)縫鋼管冷拔的工藝?yán)螖嗔褦?shù)量?jī)H為2支，占1.333%, 一次拉拔成材率達(dá)98. 667%，內(nèi)徑尺寸精度散差0. 03mm 0. 08mm,未超出工藝要 求。由于高碳鉻軸承鋼鋼管在冷拔變形過(guò)程變形抗力大、容易斷裂的特性，采用現(xiàn)有 冷拔模具拉拔時(shí)，往往拔制延伸率稍大就會(huì)產(chǎn)生斷裂現(xiàn)象，實(shí)踐證明鋼管拔斷率較高。因 此，現(xiàn)有冷拔模具拉拔高碳鉻軸承鋼鋼管工藝其最大單道冷拔延伸系數(shù)μ Σ—般不超過(guò) 1. 35 ；采用本發(fā)明所提供的冷拔模具拉拔高碳鉻軸承鋼無(wú)縫鋼管，可以增加管坯單道次拔 制的延伸系數(shù)μ Σ，一般在1.35-1. 60之間選擇，由于增加了單道次拔制的延伸系數(shù)，拔制 同樣規(guī)格無(wú)縫鋼管的拉拔道次減少，提高了拉拔成材率、縮短生產(chǎn)周期、降低生產(chǎn)成本。從上述對(duì)比可知，經(jīng)過(guò)冷拔模具及其冷拔工藝的改進(jìn)，管坯拉拔道次減少管坯成 材率、成品管尺寸精度均有大幅提高，縮短了生產(chǎn)周期、提高了生產(chǎn)效力、降低生產(chǎn)成本降 低。上述試驗(yàn)數(shù)據(jù)只為解釋和說(shuō)明本發(fā)明的特點(diǎn)，并不對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍構(gòu)成限制； 本發(fā)明還有其他的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)本發(fā)明作出各種改變和變形，只要 不脫離本發(fā)明的精神，均應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求所定義的范圍。
權(quán)利要求
1.一種無(wú)縫鋼管冷拔模具改進(jìn)，包括冷拔內(nèi)模⑵與冷拔外模(1)，冷拔外模⑴上 開有拉拔模孔(11)，其特征在于所述冷拔內(nèi)模(2)沿鋼管(6)拉拔方向依次分為導(dǎo)向段 (21)、圓錐減壁段及圓柱均壁段04)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無(wú)縫鋼管冷拔模具改進(jìn)，其特征在于所述圓錐減壁段 分為第一減壁段0 與第二減壁段(23)，第一減壁段0 與導(dǎo)向段連接，第二減壁 段與圓柱均壁段04)連接；所述第二減壁段的軸向錐度小于第一減壁段02) 的軸向錐度。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種無(wú)縫鋼管冷拔模具改進(jìn)，其特征在于所述導(dǎo)向段 一端與圓柱均壁段04) —端均設(shè)有Cl C2的倒角05)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的一種無(wú)縫鋼管冷拔模具改進(jìn)，其特征在于所述冷 拔內(nèi)模中穿裝有螺桿(3)，冷拔內(nèi)模( 兩端通過(guò)加強(qiáng)墊片(4)緊固在螺桿C3)上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的一種無(wú)縫鋼管冷拔模具改進(jìn)，其特征在于所述冷 拔內(nèi)模(2)采用G15鎢合金鋼制造。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種無(wú)縫鋼管冷拔模具改進(jìn)，其特征在于所述冷拔內(nèi)模(2) 采用G15鎢合金鋼制造。
7.一種利用如權(quán)利要求1所述冷拔模具進(jìn)行無(wú)縫鋼管冷拔的工藝，其特征在于包括如 下步驟1)將管坯依次進(jìn)行打頭、退火、酸洗、磷化、皂化處理；2)通過(guò)拉伸桿將冷拔內(nèi)模推入管坯的打頭端，并連同管坯的打頭端一起送入冷拔外模 上的拉拔?？變?nèi)；3)牽引機(jī)夾持管坯打頭端向前移動(dòng)對(duì)管坯進(jìn)行拉伸，在冷拔內(nèi)模外壁與拉拔?？變?nèi)壁 的共同作用下依次實(shí)現(xiàn)管坯的減壁、減徑及均壁，完成第一道次的拔制；4)重復(fù)步驟1)-步驟幻完成管坯的多道次拔制，冷拔內(nèi)模的尺寸隨拔制道次的增加而 減小，直至管坯拔制出符合規(guī)定的尺寸及形狀。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種無(wú)縫鋼管冷拔工藝，其特征在于管坯每一道次拔制中 的延伸系數(shù)μ Σ為1.35-1.60。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種無(wú)縫鋼管冷拔模具改進(jìn)及其冷拔工藝，冷拔模具改進(jìn)包括冷拔內(nèi)模與冷拔外模，冷拔外模上開有拉拔模孔，所述冷拔內(nèi)模沿鋼管拉拔方向依次分為導(dǎo)向段、圓錐減壁段及圓柱均壁段，冷拔模具整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度提高。采用本發(fā)明所提供的冷拔模具拉拔GCr15軸承鋼無(wú)縫鋼管，可以增加管坯單道次拔制的延伸系數(shù)μ∑，由于增加了單道次拔制的延伸系數(shù)，拔制同樣規(guī)格無(wú)縫鋼管的拉拔道次減少，提高了拉拔成材率、縮短生產(chǎn)周期、降低生產(chǎn)成本。
文檔編號(hào)B21C1/22GK102120227SQ20111004216
公開日2011年7月13日 申請(qǐng)日期2011年2月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月22日
發(fā)明者趙健 申請(qǐng)人:浙江健力股份有限公司